CN201598778U - 一种frp制筋材锚具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种FRP(Fiber Reinforced Polymer，纤维增强高分子材料)制筋(包括筋、绳和索)材锚具，涉及一种工程结构用的锚具。本实用新型包括筋材(10)、锚垫板(20)、锚杯(30)、夹片(40)和波纹管(50)；锚垫板(20)右边孔和锚杯(30)左边孔对应连接，在锚杯(30)内连接有夹片(40)，筋材(10)从左至右依次穿过波纹管(50)、锚垫板(20)、锚杯(30)和夹杯(40)。本实用新型不锈蚀，和FRP筋材一起置于完全非金属的工程结构中，具有耐久性；重量轻，用于桥梁等结构，增强跨越能力；电磁绝缘性好，用于地磁台等可完全避免磁性干扰，用于雷达站等，可避免电磁波反射。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工程结构用的锚具，尤其涉及一种FRP(FiberReinforced Polymer，纤维增强高分子聚合物)制筋(包括筋、绳和索)材锚具，即一种由FRP材料制作的用于FRP筋材锚固的锚具。
背景技术
钢材做结构材料的致命弱点有：首先，锈蚀改变了结构材料的化学成分，导致钢材原有力学性能降低甚至丧失，因此锈蚀问题严重影响结构的耐久性；其次，随着经济和科学的发展，人们对建筑材料的需求更多更高，钢梁、筋(钢丝)难以满足要求；第三，钢材是消耗性资源，不可再生，从人类长远的发展看，使用FRP替代钢材做为建筑用材料是必然趋势。
FRP具有不锈蚀、无磁性、电磁绝缘性好、重量轻和强度高等优良特性；另外，FRP脆性大，具有较大的蠕变性、松弛性和粘弹性；与钢材相比有其独特的性能和广泛的开发前景。因此对于采用FRP制作预应力筋，其锚具与采用钢材制作的预应力筋的锚具有较大的不同，需要研制开发与FRP相适应的预应力锚固方式和锚具。
国内外针对FRP预应力筋材，研制了一些相应锚具。2004年，重庆大学卓静等研制采用Q235钢材制作的用以锚固FRP片材或FRP布材的波浪形锚具，并登记了实用新型专利(ZL02244587.0)；东南大学的专利锚具(ZL02242609.4；ZL02242610.8；ZL02242611.6；ZL02242612.4)以及柳州欧威姆公司的专利锚具(ZL02252685.4；ZL03243747.6)。
上述锚具均不同程度使用了金属部件，而由于金属部件本身会锈蚀，不能充分发挥FRP的独特优势。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种FRP制筋材锚具。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型包括筋材、锚垫板、锚杯、夹片和波纹管；
锚垫板右边孔和锚杯左边孔对应连接，在锚杯内连接有夹片，筋材从左至右依次穿过波纹管、锚垫板、锚杯和夹片。
本实用新型的工作原理是：
用基于FRP的非金属锚杯和夹片，利用圆锥面自锁，约束筋材；
筋材拉张时圆锥面松开并移动到预紧位置，卸载并移开拉张机械后处于自锁状态；
锚具永久置于工程结构中，保持筋材长期处于预应力状态，锚具本身的蠕变和松弛符合结构寿命要求(例如，桥梁40年，房屋建筑100年，等等)；
锚杯和夹片的锥度有0.1度的差异，消除应力集中。
本实用新型具有下列优点和积极效果：
①不锈蚀，和FRP筋材一起置于完全非金属的工程结构中，具有耐久性。
②重量轻，用于桥梁等结构，增强跨越能力。
③电磁绝缘性好，用于地磁台等可完全避免磁性干扰；用于雷达站等，可避免电磁波反射。
附图说明
图1是本实用新型单筋时的纵向剖视图；
图2.1、图2.2分别是筋材的主、侧视图；
图3是锚垫板的主视图；
图4.1、图4.2分别是夹杯(半边)的主、侧视图。
其中：
10-筋材；
20-锚垫板，板孔-21；
30-锚杯；
40-夹片，内齿-41；
50-波纹管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明：
一、总体
如图1，本实用新型包括筋材10、锚垫板20、锚杯30、夹片40和波纹管50；
锚垫板20右边孔和锚杯30左边孔对应连接，在锚杯30内连接有夹杯40，筋材10从左至右依次穿过波纹管50、锚垫板20、锚杯30和夹杯40。
二、功能部件
1、筋材10
如图2.1、图2.2，筋材10包括FRP筋材、FRP绳材和FRP索材，是一种外有螺旋的长线结构。
其功能是被锚固作为复合结构(例如预应力混凝土)的拉张构件。
2、锚垫板20
如图1、图3，锚垫板20是一种FRP厚块，其上对称设置有1～6个板孔21。
其功能是分散锚具的压力，减小混凝土局部应力；使锚具的变形与混凝土的变形相匹配。
单板孔时，和一套其它功能部件配置，如图1；
二板孔时，和二套其它功能块配置；
6板孔时，和6套其它功能部件配置，如图3。
多根筋材锚具适应密集的预应力筋材的锚固。
3、锚杯30
如图1，锚杯30是一种FRP外为圆柱内为圆锥的结构。
圆柱直径和长度根据载荷调整；圆锥倾角设计为6度，依据锥面的摩擦系数。
其功能是保证锚固系统工作在应力最小的自锁状态。
4、夹片40
如图4，夹片40是一种FRP外为圆锥内为圆柱的结构，沿中心轴线一分位二，圆柱内设置有内齿41。
圆柱直径和长度根据载荷调整；圆锥倾角设计为6度+0.1度。
由于设计夹片40的圆锥倾角比锚杯30的圆锥倾角稍大，从而调整了应力分布，优化了锚固效果；当采用0.1度差时，对消除局部应力集中有足够好的效果。
其功能是使整个锚具均匀受力，提高锚固效果。
5、波纹管50
如图1，波纹管50是一种常用的塑料波纹管。
其功能是可以随意弯曲，并保持弯曲后截面呈圆形；保证混凝土浇筑后形成一个管道，以便穿过筋材并拉张；在筋材与波纹管之间维持一个缝隙，以便灌注水泥浆或高性能聚酯固化拉张后的筋材；在高性能聚酯灌注固化期间，提供密封功能，以便高压灌注、真空成型。
三、本实用新型的使用方法
按图1所示，向波纹管内穿插筋材，安置两端的锚具，共两个，一个是固定端，另一个作为拉张工作端。固定端的筋材不外露，拉张工作端应外露足够拉张机械(一般用千斤顶)工作的长度；
在拉张工作端安置拉张机械(一般是顶推式机械)；
在机械外侧安置另一个同样锚具作为拉张用临时锚具；
顶推临时锚具(顶推机械的另一端抵在拉张工作端锚杯上)，拉张筋材，筋材在拉张工作端的松弛夹片内滑移，达到预定应力后，将松弛夹片安置在预紧位置；
按照预应力拉张操作规程持荷一定时间，然后卸载，卸载后拉张工作端锚具自锁；
此时临时锚具已经松开，但夹片和锚杯仍处于自锁状态。对临时锚具小心锤击，用震动方式解除静力学自锁，取出临时锚具；也可破坏外露段的筋材办法解除自锁；为避免临时锚具自锁的问题，也可以用一个锥角度超过6度的或钢铁制作的专用临时锚具；
移开拉张机械；
锯掉外露的筋材；
向波纹管内灌注水泥浆或高性能树脂；
两端都要用混凝土或高性能树脂浇筑结构外观，或者填充连续构件缝隙，锚具包埋在结构内。
Claims (5)
1.一种FRP制筋材锚具，其特征在于：
包括筋材(10)、锚垫板(20)、锚杯(30)、夹片(40)和波纹管(50)；
锚垫板(20)右边孔和锚杯(30)左边孔对应连接，在锚杯(30)内连接有夹片(40)，筋材(10)从左至右依次穿过波纹管(50)、锚垫板(20)、锚杯(30)和夹片(40)。
2.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具，其特征在于：
筋材(10)包括FRP筋材、FRP绳材和FRP索材，是一种外有螺旋的长线结构。
3.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具，其特征在于：
锚垫板(20)是一种FRP厚块，其上对称设置有1～6个孔(21)。
4.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具，其特征在于：
锚杯(30)是一种FRP外为圆柱内为圆锥的结构。
5.按权利要求1所述的一种FRP制筋材锚具，其特征在于：
夹片(40)是一种FRP外为圆锥内为圆柱的结构，沿中心轴线一分为二，圆柱内设置有内齿(41)。
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